172737. lajstromszámú szabadalom • Szűrőber főként rádioaktív anyagokkal szennyezett folyadékokhoz
3 172737 4 A nagyteljesítményű atomerőművek elterjedésével új feladatot jelent a rádioaktívan szennyezett folyadékok ipari méretű tisztítása ioncserélő és/vagy mechanikus szűrőkkel. A radioaktív szennyezőket tartalmazó folyadékok aktiválják a velük érintkező berendezéseket. Mivel a radioaktív berendezések komoly veszélyt jelentenek minden élő szervezetre, ezért üzemeltetésűket és karbantartásukat speciális előírások szabályozzák. Rendkívül szigorú követelményeket támasztanak a felaktiválódott ioncserélő és/vagy mechanikus szűrők üzembiztonságával szemben. Amennyiben az ilyen feladatot ellátó ioncserélő és/vagy mechanikus szűrőknél működési rendellenességet észlelnek, szükségessé válik a teljes berendezés alapos ellenőrzése és szükség szerinti javítása. Sor kerül az ellenőrzésre és szükség szerinti javításra a műszaki szemlék során is. Az ioncserélő és/vagy mechanikus szűrők leggyakrabban meghibásodó része a szűrletgyűjtő-rendszer. Ehhez az egységhez mind műszaki szemléje, mind pedig javítása során biztosítani kell a könnyű hozzáférhetőséget, a sugárveszély kiküszöbölése mellett. Az ismert ioncserélő és/vagy mechanikus szűrők a radioaktív anyagokkal szennyezett folyadékok tisztítására csak részben felelnek meg, általában az alábbi okok miatt: Az első, második és harmadik csoporthoz tartozó szűrletgyűjtő-rendszerek hozzáférhetősége ember számára - a fennálló sugárveszély miatt - rendkívül körülményes és költséges. A szűrők belső teréből a javításra szoruló szerkezeti egység eltávolítása és pótlása közvetlen emberi beavatkozás nélkül csak távirányítású speciális javító-karbantartó készülékekkel valósítható meg, ami a javítási-karbantartási költségeket rendkívüli módon megnöveli. A szóbanforgó szakterületen tehát csak olyan szűrőberendezések jöhetnek egészségvédelmi és gazdaságossági megfontolások alapján szóba, melyeknél a szűrőgyűjtő-rendszer a sugárvédelem egyszerű eszközökkel valósítható meg. Mivel a szűrőberendezések legkevésbé sugárszennyezett külső felülete a megfelelő összetételű dezaktiváló folyadékkal végzett permetezés segítségével egyszerűen sugármentesíthető, kézenfekvőnek tűnik a negyedik csoportba tartozó megoldások alkalmazása. Ezek azonban az alábbi hátrányos tulajdonságokkal rendelkeznek: Egyrészt a szűrőfej eltávolítását követően a berendezés erősen felaktiválódott belső tere a viszonylag nagy átmérőjű kiváltáson keresztül közvetlen kapcsolatba kerül a környezettel, másrészt a szűrőfej kiképzése miatt elkerülhetetlen az, hogy a legerősebben felaktiválódott töltet egy része ki ne ömöljék. A belső tér sugárzása ellen megfelelő óvintézkedésekkel még lehetne védekezni, de a vonatkozó előírások szerint a töltetből semmi sem juthat a környezetbe. A szűrőfejes megoldás további hátránya pedig az, hogy szilárdságtani megfontolások következtében a nyomástartó edények héjazatán kiképzett kiváltások méiete korlátozott, a kiváltás és a készülék keresztmetszete közötti különbség miatt viszont a tisztítandó folyadék áramlása nem egyenletes a tölteten keresztül, vagyis a töltetet nem lehet megfelelően kihasználni. A találmány feladata olyan megoldás kidolgozása, melynél a szűrletgyűjtő-rendszer a szokásos sugárvédelmi intézkedések mellett jól hozzáférhető. A találmány szerint ezt a feladatot azzal oldjuk meg, hogy a szűrletgyűjtő-rendszer szerelési-egységként van kiképezve és laza illesztéssel van gyűjtőcsonkra felülről ráültetve. Jelen leírásunkban a szerelési-egység kifejezés alatt azt értjük, hogy a gyártás során elkészített adott kivitelű szűrletgyűjtő-rendszert a szűrőberendezés építésekor, de főleg az üzemeltetése közben esedékes ellenőrzéskor illetve javításkor mindig egyetlen darabként lehet kezelni, azon a szűrőberendezésbe besüllyeszteni illetne abból kiemelni. A laza illesztés fogalmát viszont a gépgyártástechnológiában szokásos tartalmánál bővebben használjuk, nevezetesen egyrészt a tűrésmező legnagyobb értékét a berendezés töltetének legkisebb szemcséje határozza meg, másrészt pedig azt fejezzük ki, hogy a gyüjtőcsonk és a szűrletgyűjtő-rendszer között semmiféle kötés nincs. A találmányt a továbbiakban a rajz segítségévei részletesen ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a szűrőberendezés vázlatos metszete, a 2. ábra a szűrletgyűjtő-rendszer felülnézete. Az esetünkben kosáigörbe idomú héjakkal lezárt állóhengeres nyomástartó edényként kiképzett szűrőberendezés 1 hengeres köpenyére egy 2 belépő csonkkal ellátott 3 leemelhető fedél van felszerelve. Megjegyezzük, hogy a berendezés fedele illetve feneke tetszőleges, a többi között elliptikus vagy kúpos kiképzésű is lehet. A 2 belépő csonkhoz a belső térben egy a szűrendő folyadékhoz rendelt 4 elosztó-rendszer van csatlakoztatva. A berendezés töltete esetünkben egy 5 hordozó rétegből és egy felette elrendezett 6 szűrőrétegből van összeállítva, melyek töltésére és ürítésére a rajzon nem számozott csonkok vannak kiképezve. Az 5 hordozó réteg alkalmazása nem feltétlenül szükséges. Az edényfenéken rögzített 7 kilépő csonknak a belső térbe nyúló szakasza 8 gyűjtőcsonkként van kiképezve, melyre laza illesztéssel van a 9 szűiletgyűjtő-rendszer ráültetve. A 9 szűrletgyűjtő-rendszer perforált gerincvezetékekből és ezeken rögzített perforált gyűjtőcsövekből van összeállítva. A perforáció jellemző méretét a töltet szemcsemérete határozza meg, de lehetséges olyan változat is, melynél a durvább perforációt megfelelően réseit anyaggal borítják be. Megjegyezzük azt is hogy e szerkezeti elem minden további nélkül beépíthető 4 elosztó-rendszerként is. A továbbiakban a szűrőberendezés működését ismertetjük: A tisztítandó folyadék a 2 belépő csonkon át a 4 elosztó-rendszerbe jut. A vízszintesen szétterített folyadék az 1 hengeres köpeny keresztmetszete mentén egyenletes áramban halad át a 6 szűrőrétegen. A szűrt folyadék tovább halad az esetlegesen 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
